测量速度通常由所选择的分光仪器（用来分开波长）来决定。单色仪用来选择单椭偏仪基本架构一的、窄带的波长，通过移动单色仪内的光学设备（一般由计算机控制），单色仪可以选择感兴趣的波长。这种方式波长比较准确，但速度比较慢，因为每次只能测试一个波长。如果单色仪放置在样品前，有一个优点是明显减少了到达样品的入射光的量（避免了感光材料的改变）。另外一种测量的方式是同时测量整个光谱范围，将复合光束的波长展开，利用探测器阵列来检测各个不同的波长信号。在需要快速测量的时候，通常是用这种方式。傅立叶变换分光计也能同时测量整个光谱，但通常只需一个探测器，而不用阵列，这种方法在红外光谱范围应用最为广泛。
所以只要调节起偏器的方位，使入射的椭圆偏振光经过表面或薄膜反射后重新补偿成线偏振光，{zh1}用检偏器基于消光的原理测定反射线偏振光的方位。根据起偏器和检偏器的方位的读数，便可确定椭圆参量ψ和墹。这种消光型的椭偏仪具有高的测试准确度。光度式椭偏仪，一般是通过连续旋转检偏器(或补偿器)，测量随检偏器的方位变化而变化的反射光强度，从而得到样品的斯托克斯参量。另一种光度式椭偏仪是利用电光或压电技术调制光束的偏振状态，称为偏振调制椭偏仪。光度式椭偏仪适于快速测量，而且有较高的重复精度，但是一般说来，准确度不如传统的消光型椭偏仪。
磁光广义椭圆偏振（Magneto-optic generalized ellipsometry, MOGE）是一先进红外光光谱椭圆偏振技术，用来测量在导体样品中自由电荷载子之特性。藉由外在磁场，便有可能独立地决定电子密度（en:Electron density）、光学之电子移动力（EN:electron mobility）参数及自由电荷载子之有效质量（en:effective mass）。在无磁场的状态下，只可能取得其中两项自由电荷载子参数。
